高级过程控制系统实训设备说明
A3000高级过程控制实验系统的操作规程
A3000高级过程控制系统的操作规程本室A3000高级过程控制系统为大型精密仪器设备。
一、设备使用简介1、电投入使用（1）设备已经过调试。
或者经过专业人员的试运行。
（2）对于电力控制部分，请在调整好，连接好之后再上电。
严格禁止带电操作变频器切换所要控制水泵的开关。
不得带电接触、检查、连接任何电力线。
（3）机柜上电方法：首先合上全部空气开关。
打开钥匙开关。
此时各个相的指示灯亮起，检查各个电压表指示是否正确。
（4）如果一切正常，则按下启动按钮，此时绿色灯亮起。
可以开始实验。
如果异常，则立即按下停止按钮，或关闭空气开关，报告专业人员进行检查。
维护：每个月按动漏电保护测试按钮，检查漏电保护器是否动作。
2、仪表简介每个学年开始作实验时，放空储水箱的水，清洗各个水箱。
拆下涡轮流量计滤网，进行清洗。
在做变容或非线性容积水箱实验时，由于浮力特别大，需要一个人压着三角柱体，尽量不要尝试使用其他重物压，以避免事故发生。
（1）变频器在运行状态，绝对禁止操作变频器开关或切换旋钮，否则可能损坏变频器。
在变频器关闭状态。
两个水泵都是220V控制。
尽量不要使用变频器控制，因为变频器的干扰非常大。
可能导致测量误差大，或者通讯速率大大降低。
三菱变频器：为了方便控制，我们已经把变频器设定为电流控制状态，即工作模式3。
把RM端定义为AU，并连接到SD端。
启动变频器后，打开变频器STF开关，变频器就开始按照给定的电流输出，而不是等待按RUN键，关闭变频器STF开关可以关闭输出。
按STOP键也可以关闭输出，但此时只能关闭变频器，断开后再启动才能继续工作。
如果要学习变频器其他各种设定。
或者使用手动给定的方法进行控制，则打开变频器外盖，断开STF端与SD端的连接。
强烈提醒非专业人员不要这样操作。
（2）水泵水泵额定扬程12米，额定流量1.08立方/小时。
最大流量1.6立方/小时左右。
注意，对于包括涡轮流量计的通道，如果要测量其流量，则出水阀门不要全打开，关闭一部分，使得流量少于1.2立方/小时。
A3000过程控制实验指导书(实验用)
A3000过程控制实验系统实验指导书V3.0北京华晟高科教学仪器有限公司编制第一章安全注意事项与设备使用安全注意事项：在安装、操作、维护或检查本系统之前．一定仔细阅读以下安全注意事项。
在熟悉设备的知识、安全信息及全部有关注童事项以后使用。
在本使用说明书中，将安全注意事项等级分为“危险”和“注意”。
！危险：不正确的操作造成的危险情况，将导致死亡或重伤的发生。
！注意：不正确的操作造成的危险情况，将导致一般或轻微的伤害或造成物体的硬件损坏。
注意：根据情况的不同，“注意”等级的事项也可能造成严重后果。
请遵循两个等级的注意事项，因为它们对于个人安全都是重要的。
1.1防止触电尽管系统经过多层保护，还是请用户注意以下安全事项。
！危险严格要求系统可靠接地，包括现场对象系统，控制系统，接地电阻不大于4欧姆。
当通电或正在运行时，请不要进行任何维护、维修操作，不要打开机柜后门，接线箱盖子，变频器前盖板，否则会发生触电的危险。
即使电源处于断开时，除维护、维修外，请不要接触任何具有超过安全电压的裸露端子，否则接触各种充电回路可能造成触电事故。
请不要用湿手操作设定各种旋钮及按键，以防止触电。
对于电缆，请不要损伤它，不要对它加过重的应力，使它承载重物或对它钳压。
否则可能会导致触电。
包括布线或检查在内的工作都应由专业技术人员进行。
在开始布线或维修之前，请断开电源，经过10分钟以后，用万用表等检测剩余电压后进行。
1.2防止烫伤！危险不要接触热水管道，避免高温烫伤。
在热水没有冷却时，不要打开锅炉，不要进行任何维修维护工作。
！注意请尽量控制水温在70度以下，以免高温烫伤，提高产品寿命。
1.3防止损坏！危险在水泵运行状态，绝对禁止进行水泵切换控制操作，否则可能损坏变频器。
！危险在水箱水位没有达到一定高度，不能启动调压器输出，否则可能损坏加热器。
该系统增加了硬件的连锁保护，但是也要在操作时注意。
！注意系统应远离可燃物体。
系统发生故障时，请断开电源。
高级过程控制系统实训设备介绍
高级过程控制系统实训设备介绍
高级过程控制系统实训设备是一种专门用于培训学生和工程师掌握现代工业自动化控制技术的设备。
这些设备通常具有先进的技术和功能，可模拟真实工业过程，帮助学生实践和掌握过程控制技术及相关知识。
一般来说，高级过程控制系统实训设备集成了多种控制技术和系统，包括PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分布式控制系统）、SCADA（监控和数据采集系统）等。
它们通常由多个组件组成，如传感器、执行器、控制器、通信模块等，可以模拟多种真实工业过程，如化工生产、电力发电、水处理等。
这些实训设备通常配备了完整的控制系统实验平台，学生可以在仿真实验台上实践控制系统的设计、调试、优化等操作。
设备还配备了丰富的实验项目和课程，帮助学生全面了解控制系统的各个方面，包括硬件配置、软件编程、系统调试、故障诊断等。
由于实训设备的高度模拟真实工业过程，学生能够获得更加真实的实践经验，提高他们的实际操作能力和问题解决能力。
这将有助于他们更快速地适应工业自动化控制工作，并在工作中更加熟练地应用控制技术。
总之，高级过程控制系统实训设备是一种非常有价值的教学装备，对于培养学生的实践能力和控制技术应用能力具有重要的意义。
它们不仅可以帮助学生更好地了解控制系统的原理和技
术，还可以提高他们的解决实际工程问题的能力，从而更好地适应未来的工作。
亚龙-高级过程控制综合自动化实验系统
附件三：高级过程控制综合自动化实验系统一、技术参数：1、输入电源: 三相五线380V±10％50Hz2、装置容量：＜5kV A3、控制台外形尺寸：150×80×150 cm4、实训对象外形尺寸：160×85×190 cm二、过控综合自动化控制系统实验平台由硬件和软件两部组成。
硬件包括控制屏、智能仪表、DCS控制模块、可编程控制器和单片机等单元组成；软件包括数据库软件、设备组态软件、设备编程软件、工业组态软件、服务软件包及工程数学软件等组成。
信号接口面板：控制对象中的仪表信号和电气信号转移到信号接线板上，提供AI、AO、DO等传感器检测及执行器控制信号接口，便于学生自己连线组成不同的控制系统。
实验者通过安全型接插式导线将实验板与信号板之间进行不同的配线，以完成过程控制各类实验。
DCS控制系统三、系统的网络由上到下分为监控网络、系统网络和控制网络三个层次，监控网络实现工程师站、操作员站、高级计算站与系统服务器的互连，系统网络实现现场控制站与系统服务器的互连，控制网络实现现场控制站与过程I/O单元的通讯。
四、一个大型系统可由多组服务器组成，由此将系统划分成多个域，每个域可由独立的服务器、系统网络SNET和多个现场控制站组成，完成相对独立的采集和控制功能。
域有域名，域内数据单独组态和管理，域间数据可以重名。
各个域可以共享监控网络和工程师站。
而操作员站和高级计算站等可通过域名登录到不同的域进行操作。
数据按域独立组态，域间数据可以由域间引用或域间通信组态进行定义，并通过监控网络相互引用。
★五、DCS系统具有的功能：1、数据采集、控制运算、闭环控制输出、设备和状态监视、报警监视、远程通信、实时数据处理和显示、历史数据管理、日志记录、事件顺序记录、事故追忆、图形显示、控制调节、报表打印、高级计算、组态、调试、打印、下装、诊断。
2、|工程师站(ENS)：由高档微机组成，具有以下功能：系统数据库组态、设备组态、图形组态、控制语言组态、报表组态、事故库组态、离线查询、调试、下装。
A3000高级过程控制系统实验指导书V3
HUATEC A3000过程控制实验系统实验指导书V3.0北京华晟高科教学仪器有限公司编制目录第一章安全注意事项和设备使用 ........................................................................ - 1 -1.1防止触电........................................................................................................................ - 1 -1.2防止烫伤........................................................................................................................ - 2 -1.3防止损坏........................................................................................................................ - 2 -1.4现场系统组成................................................................................................................ - 2 -1.5控制系统组成................................................................................................................ - 2 - 第二章计算机测控系统实验 ................................................................................ - 3 -实验1 实验系统认知......................................................................................................... - 3 - 实验2 ADAM4000模块的通讯和使用............................................................................. - 8 - 实验3 组态软件编程和数据获取................................................................................... - 16 - 实验4 PLC系统通讯和使用 ........................................................................................... - 20 - 实验5 PLC Step7编程 .................................................................................................. - 26 - 实验6 现场总线技术和DCS实验 ................................................................................. - 31 - 第三章工艺设备和仪器仪表实验 ...................................................................... - 38 -实验1 温度、压力、液位和流量测量实验................................................................... - 38 - 实验2 水泵负载特性测量实验....................................................................................... - 43 - 实验3 管道压力和流量耦合特性测量实验................................................................... - 45 - 实验4 电动调节阀特性测量实验................................................................................... - 48 - 实验5 调压器特性测量实验........................................................................................... - 50 - 实验6 变频器水泵控制特性测量实验........................................................................... - 52 - 第四章工业系统对象特性的测定研究 .............................................................. - 55 -实验1 单容水箱液位数学模型的测定实验................................................................... - 55 - 实验2 双容水箱液位数学模型的测定实验................................................................... - 58 - 实验3 非线性容积水箱液位数学模型的测定实验....................................................... - 60 - 实验4 测定不同阻力下单容水箱液位数学模型实验................................................... - 62 - 实验5 锅炉和加热器对象数学模型实验....................................................................... - 65 - 实验6 滞后管数学模型实验........................................................................................... - 68 - 实验7 换热机组数学模型实验....................................................................................... - 71 - 第五章简单设计型控制实验 .............................................................................. - 74 -实验1 单闭环流量控制实验........................................................................................... - 74 - 实验2 单容水箱液位定值控制实验............................................................................... - 77 - 实验3 双容水箱液位定值控制实验............................................................................... - 82 - 实验4 三容水箱液位定值控制实验............................................................................... - 85 - 实验5 锅炉水温定值位式控制实验............................................................................... - 87 - 实验6 锅炉水温定值控制实验....................................................................................... - 91 - 实验7 换热器水温单回路控制实验............................................................................... - 94 - 实验8 联锁控制系统实验............................................................................................... - 97 - 实验9 单闭环压力控制实验......................................................................................... - 100 - 第六章复杂设计型控制系统 ............................................................................ - 102 -实验1下水箱液位和进口流量串级控制实验.............................................................. - 102 - 实验2 闭环双水箱液位串级控制实验..........................................................................- 111 - 实验3 换热器热水出口温度和冷水流量串级控制实验............................................. - 115 - 实验4 单闭环流量比值控制系统实验......................................................................... - 118 - 实验5 下水箱液位前馈反馈控制系统实验................................................................. - 120 - 实验6 锅炉温度和换热器前馈反馈控制系统实验..................................................... - 124 - 实验7 管道压力和流量解耦控制系统实验................................................................. - 127 - 实验8 换热器出口温度和流量解耦控制系统实验..................................................... - 131 -第七章创新型设计和研究 ................................................................................ - 134 -实验1 大延迟系统补偿控制的研究............................................................................. - 134 - 实验2 单神经元自适应PID算法的研究 .................................................................... - 136 - 实验3 模糊控制算法的研究......................................................................................... - 143 - 实验4 现场总线系统控制研究..................................................................................... - 145 - 第八章工程使用型设计 .................................................................................... - 153 -实验1 工业项目设计..................................................................................................... - 153 - 实验2 报警系统设计..................................................................................................... - 157 - 实验3 关键事件处理和记录设计................................................................................. - 164 - 实验4 系统趋势和历史存储设计................................................................................. - 167 - 实验5 系统登录和安全性设计..................................................................................... - 169 - 实验6 网络化控制系统的研究..................................................................................... - 174 -第一章安全注意事项和设备使用安全注意事项：在安装、操作、维护或检查本系统之前．一定仔细阅读以下安全注意事项。
高级多功能过程控制实训系统
3.查ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ流程图
点击工具栏中的 按钮，切换当前窗口至流程图窗口 ，查看前实验内容中所及的工艺流程，并在运行时实时观察 各个工艺变量与数据点的实时数据。
4.控制系统组态
在工具栏中点击 按钮，可将当前窗口切换到控制系 统组态窗口。通过对模块对象的可视化图形搭接，可以完成 控制方案与控制器的配置，实现控制方案实施、控制参数整 定等。
5.使用趋势画面
点击流程图画面下的区域，切换当前窗口至趋势画面。 观察软件通过运行时得实时数据记录并绘制的以运行时间为 X轴绘出曲线。
6.结束实验
实验结束后，按下工具栏中的停止按钮 ，整个实验项 目将完全中止。流程盘台上的硬件设备也将失活。
高级多功能过程控制实训系统
技术参数： 工艺参数 1 2 3 4 5 6 7 除氧器液位 除氧器压力 汽包液位 过热蒸汽压力 过热蒸汽温度 炉膛负压 烟含氧量 工作范围 400±30mm 19613±1961Pa 300±300 3.8±0.5MPa 440±5℃ >-1961.3Pa 0.9%~3.0%
高级多功能过程控制实训系统
使用规程： 准备工作： 打开总电源、IO模块电源、启动工控机 1.启动软件
点击桌面上的快捷方式图标“ProfibusDP”和”硬件管理 器”，待其显示在状态栏上之后，再双击启动SMPTLAB软件 。
2.打开实验项目
在工具栏中点击“打开工程”按钮，打开已经存在的实 验工程。
安全事项： 1、当通电或正在运行时，请勿进行任何维护工作或 打开机柜后门、接线盒子、变频器前盖板等，以免 发生触电事故。 2、在热水没有完全冷却时，请勿打开锅炉或长时间 接触热水管道，避免烫伤。 3、设备应远离可燃性物体，系统发生故障时，应立 即断开电源。 4、水箱水位高度不足时，请勿启动调压器，防止损 坏加热器。
HL-CGY01过程控制仪表工实训装置
HL-CGY01过程控制仪表工实训装置一、系统总体概述过程控制综合实验装置（Process Control System，简称PCS），是模仿现代工业生产过程中常见的物理量，诸如温度、压力、流量、液位等参数，对其进行测量、控制，分析过程参数变化特性，研究过程控制规律(如PID控制)的教学实验设备，过程控制综合实验装置选用智能化的工业用仪器仪表，接近工业实际，使用安全，运行稳定，维护简单，性价比优越。
过程控制仪表工实训装置集合多种控制方式，再现实际工业现场使用的控制手段，采用声光报警系统，并提供用户更友好的二次开发接口。
1、功能：(1)、可满足“自动调节原理”，“过程控制”，“控制仪表”，“自动检测技术与传感器”,“计算机”及相关课程的教学实验需求；(2)、可作为有关企业技术人员、仪表操作人员、系统运行监控人员的实习、培训实验设备。
二、产品结构与特点：1、外形结构：2、设备特点：（1）、分体式设计，模块化组装式结构，可以根据不同的需要选择、PLC控制，仪表控制, ,DDC计算机直接控制组成不同的控制系统。
含有常规水箱检测控制装置、锅炉加热装置。
设备可以实现多台电脑控制系统，进行远程网络控制。
（2）、二水箱配置；双路供水系统。
（3）、实验柜完全敞开设计，内部器件全部可视，有利直观教学和维护。
（4）、人性化设计，配有储水箱，进排水自控装置，减轻实验人员劳动强度。
为实验文明操作提供条件。
（5）、装置的仪表、部件均选用现代化技术工业级产品，智能化程度高。
精度好，规格多样。
有利直观教学和拓宽学生工业现场知识。
为以后走上社会打好结实基础。
（6）、安全度高，系统配有漏电保护，带保护套的专用实验电源连线，及温控箱防止无水加温自动控制等，力求保护人身、设备安全。
（7）、开放度好，在教师指导下，学生可观察、可自己动手参与操作、可自行编程进行验证、可根据记录的实时曲线进行理论分析等。
（8）锅炉加热程控保护系统：A、加热电路加有保险管进行过载保护，并具有防干烧保护功能；B、锅炉加热内胆加由水位液位保护装置，水位不达到一定的高度，控制系统不能控制可控硅调压器工作。
高级过程控制系统方案
项目名称：东北石油大学验室设备及用品采购项目编号：DZC100913来文编号：ZCB101015、ZCB101016技术协议哈尔滨君威科技有限公司2011年3月高级过程控制系统方案高级自动控制技术在工业、农业、国防和科学技术现代化中起着十分重要的作用，自动控制水平的高低也是衡量一个国家科学技术先进与否的重要标志之一。
随着国民经济和国防建设的发展，自动控制技术的应用日益广泛，其重要作用也越来越显著。
方案概述网络架构方案特色高级过程控制实训设备具有如下特点：(1) 过程控制实训设备结构：实训控制对象装置、实训控制系统。
实训设备总体具结构开放性、设备真实性，实训活动能突出工程性、实践性、现场情景化、操作实际化。
(2) 实训控制对象：实训控制对象仿工业设备结构。
具有较强现场设备感；具有较丰富的设备种类，包括加热炉、液位容器、换热器、阀门与管道等；利用现场阀门与管路实现对象间的组合与分隔，单套实训对象装置至少能形成两个可同时运行的独立控制系统；通过阀门与管路切换，能构造多种控制系统所需环节组合。
现场检测与控制类设备、信号管线便于实训装拆训练。
(3) 现场仪表：具有多种流量检测仪表；能通过电动调节法、变频调速两种典型方式实现控制任务；现场设备及管路上用于组建联锁保护系统的检测与控制点不少于5点；突出现场仪表，能体现现场仪表、信号管线的工业安装。
(4) 控制信号管线控制信号管线敷设为可拆装式，与现场装置、控制台（柜）接点为接线端子连接；现场桥架引线，控制台（站）地沟引线方式。
所有引线均应便于学生进行线路连接、敷设实训。
(5) 实训系统功能要求：能完成过程控制系统结构认识、系统连接与组态、仪表及系统投运、系统调试与控制参数整定、系统运行维护与故障处理。
(6) 控制系统类型要求：能实现四大热工量的检测与简单控制实训；能实现温度、流量、压力间串级控制实训；能实现流量、液位间均匀控制实训；能实现两种流量间的比值控制实训；能实现选择性控制实训；能实现联锁保护控制实训。
型现场总线高级过程控制系统实训设备分布式过程控制系统
系统架构：描述型现场总线高级过程控制系统的架构和组成
案例背景：介绍工业自动化控制的应用场景和需求
应用案例二：智能家居系统
智能家居系统概述
实际应用案例分析
智能家居系统功能与特点
型现场总线高级过程控制系统在智能家居中的应用
应用案例三：能源管理系统
03
实训设备的功能与组成
实训设备的功能
实时监控功能：对现场设备进行实时监控，确保设备正常运行
故障诊断功能：对设备故障进行诊断，及时发现并解决问题
远程控制功能：通过远程控制，实现对现场设备的操作与控制
数据采集与分析功能：对设备运行数据进行采集与分析，为优化设备运行提供依据
实训设备的组成
硬件设备：包括现场总线设备、传感器、执行器等
添加标题
实际案例分析：通过具体案例，展示型现场总线高级过程控制系统在智能家居温度控制中的实际应用效果，如节能效果、稳定性等。
添加标题
总结与展望：总结型现场总线高级过程控制系统在智能家居温度控制中的应用，并展望未来发展趋势和前景。
实际应用三：能源管理系统中电力消耗的监控与优化
添加项标题
添加项标题
添加项标题
分布式过程控制系统的通信协议与通信方式
分布式过程控制系统的控制算法与实现方式
分布式过程控制系统的结构
分布式过程控制系统的基本结构
分布式过程控制系统的硬件结构
分布式过程控制系统的软件结构
分布式过程控制系统的网络结构
分布式过程控制系统的特点
灵活性好：系统可以根据实际需要灵活配置，可以扩展或缩减控制回路，适应不同的生产工艺和流程。
添加标题
实际案例分析：通过具体案例，分析型现场总线高级过程控制系统在工业自动化生产线控制中的应用效果，包括提高生产效率、降低成本、增强系统稳定性和可靠性等方面的优势。
最新一代高级多功能过程控制实训系统SMPT-1000介绍
最新一代高级多功能过程控制实训系统SMPT-1000介绍（西门子杯全国大学生控制仿真挑战赛指定比赛设备）北京化工大学计算机模拟与系统安全工程研究中心（教育部化工安全工程中心，原仿真中心）西门子（中国）A&D有限公司联合推出一、 产品背景与理念过程工业包括石油、化工、电力、核能、水处理、食品、生物、制药、水泥、冶金等诸多行业，过程控制是自动化专业中一个重要的组成部分，过程控制技能也是控制工程师所应具备的重要技能之一。
近年来，教育部强调教育人才要与市场相结合，突出工程能力的培养，并对实验环节提出了设计型、综合型、创新型和探索型等更高的教学目标。
这就要求我们过程控制专业的学生在校期间能够尽可能多地进行动手训练，从实践中获得工程技能。
然而，由于过程工业具有流程复杂、规模庞大等特点，生产过程常常伴有高温、高压等环节，因此很难在实验室中构建与工业装置相近的实验对象。
缺乏理想的过程控制实验装置是目前国内高校、职校等在过程控制工程型人才培养方面面临的最重要的问题之一。
该问题直接导致了学生工程实践能力较弱，无法很好地满足行业对人才的需求。
过去，许多学校采用以水槽液位为主要被控对象的过程控制实验装置。
这类实物仿真装置具有外形直观的优点，学生可以看到变送器、控制器、执行机构的实物，在入门阶段对于认识控制系统组成具有相当好的教学意义。
但是，其表现的对象特性、系统复杂程度与工业真实装置相差太远，仅仅能够满足认知型实验的要求。
这类实验装置的突出不足在于：●实验对象过于简单，与真实生产装置差别太大。
实验装置在相当小的尺寸范围内采用水作为介质进行模拟生产装置。
实验系统过于简单，时间常数过小，动态特性与实际装置相比差异很大。
非线性环节、大滞后、高阶等过程工业常见的被控对象特性都无法在实验装置中体现。
除了流体流动与传热实验外，化学反应、物料混合、组分变化、气体压缩、复杂的传质过程等过程工业的精髓内容都无法实现。
许多在这类实验装置上进行训练的学生都误以为过程控制就是流量与液位的控制。
SG-GC09 过程控制实验设备
KH-GC09 过程控制实验设备一、描述：过程控制实验设备可满足《自动控制理论》、《过程控制》、《自动化仪表》以及《传感器检测与转换技术》等课程的实验教学，除了能满足本、专科学生不同层次的实验教学要求，还能为研究生、相关专业老师和工程技术人员进行复杂控制系统、智能控制系统等方面的研究，提供了实验对象和实现的途径。
二、设备特点：1.本设备的各种功能均综合在一个实验台上，采用积木式结构，系统结构紧凑、造型美观大方、便于运输及实验室的多台布局。
2.对象小型化、适应性强、综合性强，控制对象模型由不锈钢和有机玻璃水箱组成，实验水箱在屏右边能清楚看见，管道流程直观、清晰。
3.参数全面，涵盖了液位、流量、压力、温度四大典型过程控制参数。
4.小型（小功率）执行元件，它们是二个磁力驱动泵和一个电加热器，使整体结构更为紧凑、小型化。
5.系统控制方式多样性主要有位式控制、连续控制、模拟PID控制、智能仪表控制、PLC控制、单片机控制、计算机控制、两套磁力泵交流变频调速控制和单相移相调压控制等，并可组成不同的控制方式。
6.安全保护齐全设有电压型漏电保护器和电流型漏电保护器各一组；强电连接线及插座均采用全封闭结构，使用安全、可靠、防触电；强、弱电连接及插座分开，不会混插，避免错接线而损坏设备。
三、系统组成：本设备集多参数控制为一体，由过程控制对象、传感器、变送器、调节器、执行器、显示器和计算机（用户自配）等组成。
1.控制对象的模型由上、中、下三个水箱及一个储水箱组成，上、中、下水箱由两台磁力泵供水。
上、中两个水箱各装有一个扩散硅压力变送器来检测压力和液位；下水箱是一个复合式水箱，其中内筒不锈钢水箱中装有500W电加热器和PT100温度传感器。
主管道上装有小型涡轮流量计（定做）、小型阀门和两台磁力驱动泵。
水箱中的水位、压力、水温以及供水的流量都可以用于构成控制系统的被控参量。
两台磁力泵中的任一台都可作为调节通道或干扰通道，模拟现场产生的干扰信号，以验证系统的稳定性和抗干扰性能。
高级过程控制系统实验装置分析说明
高级过程控制系统实验装置分析说明高级过程控制系统实验装置分析说明1、系统组成“高级过程控制系统实验装置”由过程控制实验对象系统、智能仪表控制台及上位监控PC 机(用户自备)三部分组成。
1．1 过程控制实验对象系统实验对象系统包含有：不锈钢储水箱；上、中、下三个串接有机玻璃圆筒型水箱；三相4．5KW 电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套构成)和铝塑盘管组成。
系统动力系统有两套：一套由三相(380V交流)不锈钢磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计等组成；另一套由日本三菱变频器、三相不锈钢磁力驱动泵(220V变频)、涡轮流量计等组成。
1．2 对象系统中的各类检测变送及执行装置扩散硅压力变送器三只：分别检测上水箱、中水箱、下水箱液位；涡轮流量计三只：分别检测两条动力支路及盘管出水口的流量；Pt100热电阻温度传感器六只：分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管(三只)及上水箱出水口水温；控制模块：包含三相可控硅移相调压装置、电磁阀、电动调节阀、三菱变频器各一个；接触器位式控制装置、三相380V不锈钢磁力驱动泵、三相220V不锈钢磁力驱动泵。
1．3 仪表控制台的组成部分1)电源控制屏面板：提供实验所需的三相四线～380V、三路单相～220V 电源，总电源由三相钥匙开关控制，电网电压由三只指针式交流电压表监示，三相带灯熔断器作为断相指示。
设有漏电保护空气开关、电压型漏电保护器、电流型漏电保护器。
另外，还设有定时器兼报警记录仪，为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。
2)仪表控制面板：由变频调速器面板，AI／818A智能调节仪面板，AI／7O8A智能位式调节仪面板，解耦装置，比值器／前馈一反馈装置组成，各装置接线端子通过面板上的插座引出。
还可根据用户需要配置远程数据采集智能模块、S7—200西门子可编程控制器及模块等。
3)I／O信号接口面板：将各传感器检测及执行器控制信号同面板上的插座相连，便于学生自己连线组成不同的控制系统。
A3000过程控制实验指导
第一章A3000高级过程控制实验系统概述本章介绍A3000高级过程控制实验系统整个测试平台的构成。
A3000包括物理硬件系统以及配置的软件系统。
第一节总体架构A3000测试平台总体物理系统如图1.1所示，包括控制系统和现场系统，控制系统可有30多种，现场系统可具有现场总线。
总体逻辑结构如图1.2所示。
图1.1 Au3000测试平台物理系统图1.2 总体逻辑结构图1.3 现场系统结构示意图A3000现场系统特性：➢ 尺寸：1450（毫米宽度）X700（毫米深度）X1950（毫米高度），全不锈钢框架； ➢ 电力：三相接地四线制380V 0%，单相三线制，220V 10%； ➢ 能耗：最大额定用电6kw/h 。
自来水120L ，可重复使用； A3000控制系统特性：➢ 尺寸：800(宽度)X60（深度）X1950（高度）。
标准工业机柜； ➢ 电力：单相三线制，220V 10%； ➢ 能耗：最大额定用电1kw/h ；第二节 测试平台现场系统物理受控系统包括了测试对象单元、供电系统、传感器、执行器（包括变频器及移相调压器），从而组成了一个只需接受外部标准控制信号的完整、独立的现场环境。
下面使用示意图和流程图方式介绍现场系统的结构、原理、操作和维护。
系统必须可靠接地，以防止因动力设备静电积累而造成触电或设备损坏。
一现场系统结构示意图现场系统结构示意图如图1.3所示。
总体的测点清单如表1.1所示。
表1.1 整体流程测点清单序号位号或代号设备名称用途原始信号类型工程量1 TE-101 热电阻锅炉水温Pt100 AI 0~100˚C2 TE-102 热电阻锅炉回水温度Pt100AI0~100˚C3 TE-103 热电阻换热器热水出口水温Pt100AI0~100˚C4 TE-104 热电阻换热器冷水出口水温Pt100AI0~100˚C5 TE-105 热电阻储水箱水温Pt100AI0~100˚C6 LSL-105 液位开关锅炉液位极低连锁干接点DI NC7 LSH-105 液位开关锅炉液位极高连锁干接点DI NC8 XV-101 电磁阀一支路给水切断光电隔离DO NC9 XV-102 电磁阀二支路给水切断光电隔离DO NC10 AL-101 告警光电隔离DO NC11 FT-101 涡轮流量计一支路给水流量4-20mADC AI0~3m3/h12 FT-102 电磁流量计二支路给水流量4-20mADC AI0~3m3/h13 PT-101 压力变送器给水压力4-20mADC AI150kPa14 LT-101 液位变送器上水箱液位4-20mADC AI 2.5 kPa15 LT-102 液位变送器中水箱液位4-20mADC AI 2.5 kPa16 LT-103 液位变送器下水箱液位4-20mADC AI 2.5 kPa17 LT-104 液位变送器锅炉/中水箱右液位4-20mADC AI0~5kPa18 FV-101 电动调节阀阀位控制4-20mADC AO 0~100%19 GZ-101 调压模块锅炉水温控制4-20mADC AO 0~100%20 U-101 变频器频率控制4-20mADC AO 0~100%注：所列信号类型为原始信号，在控制柜中Pt100经过变送器转换成了4～20mA。
DLGK-GJ高级过程控制实训系统技术文件20161220
1DLGK-GJ 高级过程控制实训系统技术文件一、产品功能和概述DLGK-GJ 高级过程控制实训系统，包括控制屏、电脑桌和过程控制单元组成。
控制屏是整个控制系统的中心，主要由电源模块、设备转接模块1、设备转接模块2、变频器模块、LED 指示模块和PLC 模块，其作用是采集各种模拟量、开关量信号进行运算、处理，并把运算结果输送给执行设备进行控制。
电脑桌主要包括桌面、键盘架和主机安装板，主要作用是放置电脑或工控机。
过程控制执行单元包括骨架、储水箱、上水箱、中水箱、下水箱、锅炉、压力传感器（变送器）、流量传感器（变送器）、温度传感器、液位传感器、变频磁力泵、电动调节阀、电磁阀、压力表、手阀和各种管道、接头等组成。
控制系统包括PLC 控制系统以及配套的上位机软件。
二、实训项目●PLC的编程方法及应用●变频器的认识及应用●PROFIBUS DP通讯的认识及应用●PROFIBUS PA通讯的认识及应用●PLC模块和变频器的综合应用2●压力PID控制的认识及应用●流量PID控制的认识及应用●液位PID控制的认识及应用●温度PID控制的认识及应用●上位机软件的综合应用通过系统训练使学生掌握以下技能：●过程控制的应用●机械及装配的应用●了解电器元件怎样选型应用●各类传感器的应用●电气原理图的设计及元器件符号的标准要求●各类传感器的安装及灵敏度的调整，了解怎样判断传感器的好坏及事故处理办法；●系统的调试工艺：试机运行；机械位置的调试；传感器的调试；●设备的故障诊断及维修三、技术参数1、输入电源: 单相三线制AC220V±10% 50Hz操作电源：DC24V 3A2、环境温度：-10℃～40℃环境湿度：≤90%（25℃）3、外形尺寸（过程控制单元）：1650×800×1850mm（长×宽×高）3实训屏：1340×700×1650mm（长×宽×高）4、整机容量：≤2.5KVA5、电气逻辑：NPN或PNP6、占用PLC I/O点数开关量输入点数：8路（DC24V）开关量输出点数：8路(DC24V)模拟量输入点数：4路(电流型/电压型)模拟量输出点数：2路(电流型/电压型)PA通讯站：2路四、主要配置1、电气部分45。
高级工项目四：过程控制系统的运行调试(培训讲义)
过程控制系统运行调试一、培训目的及要求1、掌握控制柜和电气柜正确的上电顺序。
2、能正确登录系统并进行组态文件的编译、下载和传送。
3、能根据组态文件正确的对卡件进行配置。
4、能够正确检查被控装置是否具备运行条件。
5、能够排除系统运行过程中遇到的故障。
6、能根据要求正确的打开运行项目并进行合理的操作。
7、能正确的进行PID整定，得到4:1衰减曲线。
8、能正确的使用所配置的工具。
9、掌握正确的安全操作规范。
二、培训设备及工具(一)培训所需的仪器、设备(二)培训所需的工具三、培训内容(一) CS2000 型过程控制对象介绍1．CS2000 型系统主要特点⑴被调参数囊括了流量、压力、液位、温度四大热工参数。
⑵执行器中既有电动调节阀（或气动调节阀）、单相SCR 移相调压等仪表类执行机构，又有变频器等电力拖动类执行器。
⑶调节系统除了有调节器的设定值阶跃扰动外，还有在对象中通过另一动力支路或手操作阀制造各种扰动。
⑷锅炉温控系统包含了一个防干烧装置，以防操作不当引起严重后果。
⑸系统中的两个独立的控制回路可以通过不同的执行器、工艺线路组成不同的控制方案。
⑹一个被调参数可在不同动力源、不同的执行器、不同的工艺线路下可演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣。
⑺各种控制算法和调节规律在开放的组态实验软件平台上都可以实现。
2. CS2000 型实验对象组成结构过程控制实验对象系统包含有：不锈钢储水箱、强制对流换热管系统、串接圆筒有机玻璃上水箱、中水箱、下水箱、单相2.5KW 电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套组成）。
系统动力支路分为两路组成：一路由威乐泵、电动调节阀、孔板流量计、自锁紧不锈钢水管及手动切换阀组成；另一路由威乐泵、变频调速器、涡轮流量计、自锁紧不锈钢水管及手动切换阀组成。
系统中的检测变送和执行元件有：压力变送器、温度传感器、温度变送器、孔板流量计、涡轮流量计、压力表、电动调节阀等。
SG-GC08高级过程控制系统实验装置
KH-GC08高级过程控制系统实验装置高级过程控制对象系统实验装置提供电源并传输各种控制信号。
将过程控制对象系统与控制系统有机地分离开来，更加贴近于工业生产现场的操作。
实验平台设有联体型电脑桌，可以通过上位计算机实时监督和控制对象系统中的各种被控参数，还能根据不同实验项目实现远程自动切换实验组合阀门。
一、技术性能1.工作电源：三相四线（或三相五线）380V±10% 50Hz2.外形尺寸：183cm×73cm×153cm3.整机容量：＜5.5kVA二、装置的基本配置1.电源控制屏(铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板)(1)电磁阀监控面板提供电磁阀控制接口以及高亮度电磁阀开关状态指示灯，通过该接口可控制“高级过程控制对象系统实验装置”中所有电磁阀的动作，动作后有对应标识的指示灯点亮。
(2)交流电源面板提供实验所需的三相四线～380V、三路单相～220V电源，总电源由三相钥匙开关控制，电网电压由三只交流电压表监示，三相带灯熔断器作为断相指示。
设有漏电保护空气开关、电压型漏电保护器、电流型漏电保护器以及电磁阀短路保护器。
(3) 执行机构及I/O信号接口面板执行机构有三相可控硅移相调压装置、电动调节阀、三相不锈钢磁力泵、三菱变频器及三相电加热管组成。
将各传感器检测及执行器控制信号同面板上的插座相连，便于学生自己连线，以组成不同的控制系统。
2.实验桌实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板，结构坚固，形状似长方体封闭式结构，造型美观大方；设有两个大抽屉、柜门，用于放置工具、存放挂件及资料等。
桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。
电脑桌联体设计，造型美观大方。
三、实验项目本装置能完成如下实验项目内容：1.过程控制系统组成认识实验(1)过程控制及检测装置硬件结构组成认识，控制方案组成及控制系统连接实验(2)传感器的校正(零点迁移与量程调整)2.被控对象特性测试实验(1)单容水箱特性测试实验(2)双容水箱特性测试实验3.单回路控制系统实验(1)单回路控制系统的实践(2)上水箱（或中水箱或下水箱）液位定值控制实验(3)双容水箱液位定值控制实验(4)三容水箱液位定值控制实验(5)锅炉内胆静态水温定值控制实验(6)锅炉内胆动态水温定值控制实验(7)锅炉夹套水温定值控制实验(8)电动阀支路流量的定值控制实验(9)变频调速磁力泵支路流量的定值控制实验4.温度位式控制系统实验(1)锅炉内胆水温位式控制实验5.串级控制系统的实验(1)串级控制系统的连接实践(2)水箱液位串级控制实验(3)三闭环液位控制实验(4)下水箱液位与电动调节阀流量的串级控制实验(5)下水箱液位与变频调速磁力泵支路流量的串级控制实验(6)锅炉内胆水温与锅炉内胆循环水流量的串级控制实验(7)盘管出水口水温与热水流量的串级控制实验6.比值控制系统实验(1)单闭环流量比值控制实验(2)双闭环流量比值控制实验7.滞后控制系统实验(1)盘管出水口温度滞后控制实验(2)流量纯滞后控制实验8.前馈-反馈控制系统实验(1)锅炉内胆水温的前馈-反馈控制实验(2)下水箱液位的前馈-反馈控制实验9.解耦控制系统实验(1)上水箱液位与水温的解耦控制实验(2)锅炉夹套水温与锅炉内胆水温的解耦控制实验10.工控组态软件组态控制实验(1)实时数据库组态实验(2)图形动画、报表、曲线、报警组态实验(3)设备通讯组态实验(4)脚本程序应用组态实验。
过程控制综合实训装置
HKDG-B1型过程控制实训装置一、系统概述产品强烈体现工程化概念，强调工程化、实践化、开放性强，既能完成相关课程实验实训的开设，又是学生进行工程训练、毕业设计、课程设计的平台。
系统以提高学生的动手能力及就业竞争力为主要目的而设计。
体现流程企业自动化与信息系统典型技术与装备，将实践教学与教师科研提高层次。
控制系统基础理论知识在实际工程中应用结合，常用的调节系统、调节方法，不同的控制工艺工程对象控制系统设计，调节控制算法设计。
工业广泛使用的温度、流量、液位、压力四大热工检测传感装置，能够多样化的体现，并设计相关的实验实训。
企业过程自动化广泛采用控制硬件系统控制软件得以体现。
提供合适的理论研究硬件，使教师在理论层次的研究有自由的实验实训平台，同时也可以做为学生课程设计、毕业设计的装置。
系统以基于工作过程的系统化的课程体系为依据，采用项目教学法作为基本的实训方法，选用生产中的实际项目，把项目要求的岗位工种、技能要求及相关知识作为教学目标。
教师是项目的组织者，负责项目的讲解、示范、指导、讲评，学生是项目的实施者，通过项目内容、项目分析、项目实施、项目总结和能力测评，完成基本技能、专业技能及岗位技能的训练。
二、技术特点（1）、整套系统安放在可移动的试验台桌上，小巧且试验装置占地面积小。
（2）、外型开放：整个装置采用仪表控制台与实训对象一体化设计，实训对象则采用透明敞开式设计，构建系统的器件对用户完全开放，一方面方便器件的熟悉、调试、维护及研究；另一方面可以根据实际需要开设不同深度的实验实训，也可以方便地对各设备进行升级换代。
（3）、最全面的上位控制系统：过程控制实训装置提供远程数据采集控制系统、智能仪表控制系统、S7200系列PLC控制系统。
（4）、过程控制实训装置具有成熟的先进控制系统的扩展功能，成功的将DCS系统和FCS系统糅合到整个装置中去，并可以根据需要按不同形式组网。
三、技术指标外形尺寸：2300×850×1850mm工作电源：三相四线AC380V额定功率：<1.5KW四、设备功能及实训过程控制的四大热工参数在实验台都有设计，可以满足不同人员的实训要求，系统以提高学生的动手能力及就业竞争力为主要目的而设计。
过程控制工程 试验装置介绍
实验装置介绍过程控制系统所采用的实验装置一般可分为两类，一类为物理模型实验装置，一类为半实物仿真实验装置。
课程中各种实验都可以在这两类装置上实现。
一、物理模型实验装置这一类实验装置是由真实的物理模型实现的。
其优点是装置中有真实的流体（清洁的水）流动，采用真实的测量装置和真实的控制阀。
可给学生非常真实的感官印象。
一般都采用清洁的循环水作为工艺介质，所以工艺参数只有液位和流量。
有些实验装置还有电加热设备，增加了温度参数。
这一类实验装置的不足是参数比较单一，有一定的非线性。
具有加热功能的装置，会随实验的进行循环水温度会逐渐增高，这会造成温度控制不理想。
下面是使用比较的几种物理模型实验装置1．普及型控制系统实验装置下面是一种比较典型的普及型控制系统实验装置。
该装置由北京化工大学信息学院自动化系自行研制。
实验装置两部分组成：其一是包括测量变送器和控制阀在内的工艺设备；其二是作为控制工具计算机。
装置上共测量四个参数：上水槽液位、下水槽液位、流量1和流量2。
变送器的4~20mA信号接到信号调理板上，经过调理后的电压信号通过专用电缆连接到插在计算内的A/D+D/A板上。
系统用仪表的电源、D/A 电源、计算机电源、水泵的按钮开关、信号灯等设备都集成、组装在一个控制箱。
图F．41所示是自动化系统实验室的物理模型实验装置。
图F．42所示为工艺设备原理图。
图中有三只水槽，槽1、槽2为被控对象，它们的液位高度L1及L2分别通过两台差压变送器测出。
槽3为储槽，是为了构成水得循环而设置得。
储槽3中的水通过水泵1或2抽出，经过孔板和控制阀后送入槽1或槽2(视手动阀1、2、3、4的开闭而定)，两路水管中的水流量大小分别通过各自的差压变送器（与孔板配合）测出。
槽1中的水通过线性化流出口流入槽2，槽2中的水又通过其自身的线性化流出口流回到储槽3中。
这样对水来说，始终处于循环状态。
图F．41 物理模型实验装置图本装置除比值实验外，一般情况下F l所在的管道为主物料管道，F2管线则作为加干扰用。
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第一章认识设备1.1过程操纵装置要紧器件
1.1.1要紧器件位置
如下图：
1）左水箱；
2）右水箱；
3）称重装置；
4）称重传感器；
5）原水箱；
6）锅炉；
7）消防小屋；
8）涡轮流量计；
9）电磁流量计；
10）电动调节阀；
11）压力表；
12)单相水泵；
13）三相水泵；
1.1.2要紧器件参数检测器件
执行器件
1.2操纵柜要紧技术参数1.
2.1 要紧器件位置
1.2.2 PLC各模块位置
AI模块量程卡位置
1.2.3接线端子
SM322的3号端子接变频器的3号端子DIN0，5号端子接电磁阀的24V；SM331的2、3号端子接左水箱液位传感器，4、5号端子接涡轮流量计，6、7号端子接右水箱液位传感器，8、9号端子接接热电偶温度传感器，12、13号端子接Pt100热电阻温度传感器，14、15号端子接称重传感器，16、17号端子接电磁流量传感器，18、19号端子接Cu50温度传感器；sm332的2号端子接变频器的ADC端子，5号端子接变频器的0V。
第二章实训
实训一 S7 PLC硬件组态
一、实训目的
1．掌握STEP7 软件硬件组态的步骤与方法，并依照系统实际配置制作硬件组态
二、实训设备
PCS3000型现场总线高级过程操纵系统实训设备（DCS分布式过程操纵系统）
二、实训步骤
建立一个新项目并进入硬件组态的步骤：
1、双击计算机桌面上的SIMATIC Manager图标，打开STEP7 主画面。
2、点击文件→新建，出现新建对话框。
在“名称”下输入项目名称（PCS）。
在“存储位置（路径）”下输入项目存储的路径，然后点击“确定”。
系统将自动生成项目。
3、右击项目名称，选中“插入新对象”→“SIMATIC 300 站点”，插入一个S7-300的项目。
4、单击项目名称前面的+号或双击项目名称，再选中“SIMATIC 300（1）”，然后右击“硬件”→“打开对象”或直接双击“硬件”，进入“HW Config”进行站点的硬件组态。
硬件组态画面打开如下。
下面开始硬件组态。
1、放入一个机架。
在“硬件模块库”中找到SIMATIC 300→RACK-300→Rail，然后将Rail 拖入“硬件组态区”。
生成空机架。
2、放入电源模块。
在“硬件模块库”中找到SIMATIC 300→PS-300→PS 307 5A，其拖到机架RACK的第一个插槽。
这一步是可选的，假如系统中没有PS 307而是用另外的开关电源这一步能够省掉，将1号插槽空着。
3、放入CPU。
在“硬件模块库”中找到SIMATIC 300→CPU-300→CPU 315-2 DP→6ES7 315-2AH147-0AB0→3.0，将其拖到机架RACK的第2号插槽;一个组态PROFIBUS-DP的窗口将弹出。
CPU
型号、订货号、版本要依照真实的硬件情况来确定。
在“信息文本输出域”本能够看到所选硬件的差不多信息。
4、网络设置。
在弹出的“属性 PROFIBUS 接口 DP”对话框单击“新建”，弹出“属性新建子网PROFIBUS”对话框单击。
在“网络设置”标签选择网络的传输率和配置文件（协议类型），然后确定。
假如不要PROFIBUS DP网络也能够不进行组态。
CPU 的MPI网络将默认生成。
5、点击确定，即可生成一个PROFIBUS-DP网络
6、添加DI模块。
在“硬件模块库”中找到SIMATIC 300→SM-300→DI-300→SM321 DI16×DC24V（订货号：6ES7 321-1BH02-0AA0），将其拖到机架RACK的第4号插槽。
7、添加DO模块。
在“硬件模块库”中找到SIMATIC 300→SM-300→DO-300→SM322 DO16×DC24V/0.5A（订货号：6ES7 322-1HF01-0AA0），将其拖到机架RACK的第5号插槽。
8、添加153-1模块。
在硬件模块库PROFIBUS-DP→ET200M →IM 153-1（订货号：6ES7 153-1AA03-0ZB0），将“IM 153-1”拖到DP总线上，当鼠标下方出现+号时松开鼠标；或是先选中DP总线，再双击“IM 153-1”；将弹出IM 153-1属性设置窗口。
在IM 153-1属性设置窗口的参数标签将地址设为3。
依照IM 153-1上的拨位开关设定以上IM 153-1从站的站地址，如下图：
9、上一步地址设置依照IM 153-1上的拨位开关设定的IM 153-1从站的站地址，拨码开关“-”不起作用如下图。
总线连接器的开关应打到ON，立即后面的网络切断同时加载终端电阻。
10、添加AI模块。
先选中，然后在“硬件模块库”中找到ET200M→IM153-1→AI300→SM331 AI8×12Bit（订货号：6ES7 331-7KF02-0AB0），将其拖到4号槽。
11、设置AI模块。
右击4号槽的AI模块→“对象属性”或双击4号槽的AI模块进入AI模块的属性对话框；选择“输入”选项卡。
依照量程卡的设置和传感器的信号设置“测量型号”和“测量范围”。
12、添加AO模块。
在“硬件模块库”中找到ET200M→IM153-1→AO300→SM332 AO2×12Bit（订货号：6ES7 332-5HB01-0AB0），将其拖到5号槽。
13、设置AO模块。
右击5号槽的AO模块→“对象属性”或双击4号槽的AO模块进入AO模块的属性对话框；选择“输出”选项卡。
依照执行器的信号设置“测量型号”和“测量范围”。
硬件组态完成后选择“站点”→“保存并编译”。
假如有错误则要修改，直到编译通过。
假如没有错误，则能够将组态下载到PLC了。
1、硬件的连接。
如下图，用PC Adapter（编程适配器）连接PC（工程师站/操作员站）机的COM口和PLC的MPI口。
PC Adapter（编程适配器）MPI端是连接PLC的MPI口，RS232端是连接电脑COM口的。
编程适配器RS232口到电脑COM口的连接线好下图。